Совместными усилиями к общему успеху...

с 1997 года
Дистрибьютор производителей

Генеральный партнер компании
rus eng deu fra
ita esp lat lit
kaz ukr uzb turk
English (int.) Deutsch English (USA) English Español Français Italiano Português 日本語 简体中文

Изготовление, сборка и тестирование сепараторов нефти, электродегидраторов, установок обезвоживания и обессоливания нефти
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию электродегидраторы (установки обезвоживания и обессоливания нефти) и системы сепарации нефти.

Общая информация об обезвоживании и обессоливании нефти

Электродегидраторы. Обессоливатели для нефти

Инжиниринговые проекты по обезвоживанию и обессоливанию сырой нефти (электродегидраторы) компании Интех ГмбХ (Intech GmbH)


Общая информация об обезвоживании и обессоливании нефти

Нефтяная эмульсия

Нефтяная эмульсия – это однородная смесь двух или более несмешивающихся жидкостей, в которых иногда содержатся твердые частицы. В простейшей форме одна жидкость, например, вода, может быть тонко распылена на мелкие капли и рассеяна в другой несмешиваемой с ней жидкости, такой как нефть. Мелкие частицы воды называются дисперсной фазой, а нефть – дисперсионной средой.

Изредка нефть может быть дисперсной фазой в дисперсионной среде воды. Такую эмульсию называют обратной эмульсией, так как она относится к типу эмульсий, противоположному по свойствам к тем, что обычно находят на нефтяных месторождениях. Промысловые нефтяные эмульсии стабилизируются за счет твердых частиц, которые располагаются на границе раздела между каплями дисперсной фазы и дисперсионной среды. Роль твердых частиц могут играть глинистые минералы, кварц, сульфиды и пр.

Электростатическое поле. Коагуляция и Эмульгаторы.

Молекула воды состоит из центрального атома кислорода с отрицательной валентностью и двух атомов водорода с положительной валентностью. Обычно расположение молекул воды в жидкой фазе беспорядочное. Традиционное электростатическое поле представляет собой поле переменного тока. Электроды подвешиваются в нефтяной фазе электродегидратора при помощи изоляционных подвесок. Питание трансформаторов обеспечивается переключателями высокого напряжения 12/16/20/23/25 кВ.

Электростатическое поле, приводит молекулы воды в движение, за счет которого эти молекулы сталкиваются с другими молекулами воды, в результате чего они слипаются, и происходит увеличение размера частиц. С ростом размера водной молекулы она оседает в (соответствии с законом Стокса).

Если мелкие капли воды постоянно сливаются, образуя при этом более крупные капли, в конце концов произойдет разделение эмульсии. Однако, такое “саморазделение” редко происходит, и существует сила сопротивления, которую нужно преодолеть, чтобы началось слияние (коагуляция) капель.

Такое явление сопротивления является следствием присутствия третьей фазы, которую называют эмульгатором. Эмульгаторы – асфальтены, смолы, асфальтогеновые кислоты, соли нафтеновых кислот, органические примеси и др.

Добыча нефти. Содержание солей в сырой нефти. Деэмульгаторы.

При добыче нефти возникает пластовая вода которая, образует с нефтью эмульсию. Их формированию способствуют присутствующие в нефти природные эмульгаторы и диспергированные механические примеси (частицы глины, песка, известняка, металлов). Пластовая вода, минерализована хлоридами Na, Mg и Са, а также сульфатами и гидрокарбонатами и содержит механические примеси. Сырая нефть содержит в том числе органические легколетучие(CH4) и неорганические (CO2, H2S) газовые компоненты. Наличие в нефти указанных веществ и механических примесей оказывает вредное влияние на работу оборудования нефтеперерабатывающих заводов. При большом содержании воды повышается давление в оборудовании для перегонки нефти, существенно снижается их производительность, увеличивается энергоемкость. Отложение солей в трубах печей и теплообменников уменьшает коэффициент теплопередачи.

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Обезвоживание нефти проводят путем разрушения (расслоения) водно-нефтяной эмульсии с применением деэмульгаторов, которые, адсорбируясь на границе раздела фаз, способствуют разрушению капель диспергированной в нефти воды.

Деэмульгаторы - это синтезированные химические соединения.

Характеристики деэмульгаторов:

  • способны не изменять свойства нефти и не реагировать с молекулами воды;
  • просто извлекаются из сточной воды, отделённой от нефти;
  • нетоксичны, инертны по отношению к оборудованию.

Типы деэмульгаторов: неэлектролитные и коллоидные.

Неэлектролитные деэмульгаторы - органические вещества (бензол, спирты, керосин), растворяющие эмульгаторы нефти и снижающие её вязкость.

Нефтерастворимые деэмульгаторы:

  • легко смешиваются с нефтью, в меньшей степени вымываются водой
  • являются легкоподвижными жидкостями с низкой температурой застывания
  • могут применяться без растворителя, удобны для транспортирования и дозировки.

Однако даже при глубоком обезвоживании нефти до содержания пластовой воды 0,1-0,3% из-за ее высокой минерализации остаточное содержание хлоридов довольно велико: 100-300 мг/л (в пересчете на NaCl). Поэтому одного только обезвоживания для подготовки к переработке нефти большинства месторождений недостаточно. Оставшиеся в нефти соли и воду удаляют с помощью процесса обессоливания. Последнее заключается в смешении нефти со свежей пресной водой, разрушении образовавшейся эмульсии и последующее отделении от нефти промывной воды с перешедшими в нее солями и механическими примесями.

Снижение концентрации солей сырой нефти

Присутствие в сырой нефти солей представляет собой особую проблему. Результатом является усугубление коррозии и большее количество поломок оборудования, а также затруднение некоторых химических и физических реакций. Так как соль, присутствующая в нефти, содержится в водной фазе, удаление соли и воды одновременно при помощи электростатического обезвоживания нефти представляет собой простое решение. Однако, так как мы не можем удалить всю воду, некоторое количество соли останется. Там, где зафиксирована высокая концентрация соли в водной фазе эмульсии, необходимо разбавить ее свежей водой с тем, чтобы снизить концентрацию соли, прежде чем удалять воду. Там, где требуется консервация разбавляющей воды, может применяться двухступенчатый процесс обессоливания.

Химикаты для обработки сырой нефти

Химикаты требуются для надлежащей обработки нефти, чтобы уменьшить или устранить технологические осложнения. Правильно подобранный продукт, введенный вверх по потоку на достаточном расстоянии от сепаратора или промывочного резервуара, позволяет произвести должное смешивание химиката и нефтяной эмульсии; перед сепаратором, заглушкой, групповым коллектором и т.д.

Технологические процессы для обезвоживания и обессоливания нефти

Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие технологические процессы:

1. Подогрев нефтяной эмульсии;

2. Химическая обработка;

3. Применение электрического поля

4. Гравитационный отстой нефти;


Подогрев нефтяной эмульсии. Температура обессоливания

Существуют 2 основные функции подогрева эмульсии:

1. Снижение вязкости. С понижением вязкости нефти (которая является мерой силы сопротивления потоку), под действием силы тяжести частица воды может гораздо легче двигаться через нефтяную среду.

2. Чем выше температура, тем с большей скоростью происходит движение, и, в свою очередь, большее число водных частиц сталкиваются между собой, сливаясь в более крупные частицы.

Выбор температуры определяется свойствами сырой нефти: для маловязких легких во избежании кипения самой нефти применяют более низкие температуры, а для тяжелых углеводородов - более высокие. Оптимальной температурой обессоливания следует считать от 100 до 120 °C. Температуры от 120 °C до 140 °C - для тяжелых, вязких углеводородов.


Химическое разрушение нефтяной эмульсии

Химическое разрушение нефтяной эмульсии требует установления трех физических условий:

1) Дестабилизированная межфазная пленка, позволяющая частицам воды сливаться при контакте;

2) Значительное количество столкновений диспергированных водных частиц за некий временной отрезок

3) Спокойный период оседания, позволяющий крупным частицам воды, сформированным за время коагуляции, образовать осадок.

Первый (1) фактор создается за счет добавления подходящего химического деэмульгатора в данную эмульсию.

Второй (2) фактор создается за счет вращательного движения или помешивания системы для увеличения вероятности столкновения между собой дестабилизированных частиц воды.

Третий (3) фактор создается за счет того, что обработанной и перемешанной эмульсии дается время на выпадение осадка, пока не завершится разделение фаз.

Кроме выбора подходящего химического деэмульгатора, важной переменной в процессе сепарации нефтяной эмульсии является температура. Как перемешивание, так и стадия оседания в значительной степени повышают свою эффективность при повышенных температурах. При более высоких температурах снижается вязкость. Это приводит к усилению беспорядочного движения при данном расходе. Сниженная вязкость также позволяет частицам воды быстрее образовать осадок во время стадии оседания. Более того, разница в плотности водной и нефтяной фаз почти всегда увеличивается с возрастанием температуры.

Нагрев способствует лучшему распределению деэмульгатора по поверхности раздела, а также лучшему замещению эмульгатора.

Таким образом, нагрев является отличным помощником в разрушении эмульсий. Однако, во многих системах сепарации высокие температуры приводят к испарению нефти с потерей объема и относительной плотности. Значит, часто для промышленных предприятий дешевле проводить сепарацию при более низких температурах, используя большее количество деэмульгатора и отстойники с более высокой производительностью.


Электродегидраторы. Обессоливатели для нефти.

Сотрудники компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) разрабатывают, поставляют и устанавливают электродегидраторы. Мы предлагаем различные установки для отделения воды от нефти (дегидраторы) и обессоливатели.

Конфигурации электродегидраторов для отделения воды и солей от нефти

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Горизонтальный электростатический нефтяной дегидратор и сепаратор, это сложное и эффективное оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти. Оптимизированная конструкция дегидратора с улучшенными возможностями гарантирует улучшенные характеристики дегидрации нефти.

Обессоливатели - горизонтальный резервуар, установка для отделения воды и солей от нефти в виде одно - или двухступенчатого обессоливателя.

Термосепаратор - горизонтальный резервуар, установка для отделения воды от нефти с входной секцией нагрева при помощи специальных труб. Необходимо подогреть эмульсию до начала процесса электростатического отделения воды от нефти, чтобы поспособствовать разрушению стабильных эмульсий.

Электромеханический дегидратор- горизонтальный резервуар, сочетающий в себе электростатические решетки, коалесцирующие устройства и входную секцию нагрева. В данном типе установки для обезвоживания и обессоливания нефти применяются механические коалесцирующие устройства для сред жидкость/жидкость. Этот тип установки эффективен при работе с проблемными эмульсиями.

Финальной частью системы обработки является осадительная/ коалесцирующая секция. Ее следует разрабатывать для постоянного потока, с минимизацией любых помех. Это достигается за счет исключения газовыделения, минимизации падений температуры и поддерживания постоянной скорости. Контроль осуществляется при помощи правильно сконструированного разделителя потока, который обеспечивает его равномерность за счет особого отвода и сброса жидкости из всего сепаратора.


Принцип действия электродегидратора

При попадании нефтяной эмульсии в электрическое поле, частицы воды, заряженные отрицательно, перемещаются внутри капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремящиеся к положительному электроду, сталкиваются друг с другом, и происходит пробой оболочки капель. В результате мелкие капли воды сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе.

Поскольку соль в нефти растворена в воде, удаление соли и воды одновременно с помощью электродегидратора - это простое решение. Однако произвести обессоливание в один этап невозможно. Поэтому при высокой концентрации соли, в нефть добавляют пресную воду и промывают несколько раз в электродегидраторе. Кроме электрообработки нефтяной эмульсии, осуществляется и отстой (осаждение) деэмульгированной нефти, поскольку электродигидратор является одновременно отстойником. Существуют различные конструкции электродегидраторов, различающиеся по форме, габаритам и внутреннему устройству.

Преимущества использования электродегидраторов:

Снижение содержания солей в нефти при помощи электродегидратора дает значительную экономию: примерно вдвое увеличивается ресурс установок, сокращается расход топлива, уменьшается коррозия аппаратуры, снижаются расходы катализаторов, улучшается качество газотурбинных и котельных топлив, коксов и битумов.


Сепараторы нефтяных эмульсий. Побочные продукты сырой нефти

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Сепараторы нефтяных эмульсий применяются для нескольких целей. Это может быть как тестирование скважин, так и снижение содержания твердого отстоя и воды нефтепромысловых эмульсий до начала транспортировки по трубопроводу и обессоливания на НПЗ. Присутствие твердых примесей и воды нежелательно для трубопровода из-за своих эрозионных и коррозионных свойств, а для нефтеперерабатывающих компаний оно создает проблемы в хранении, измерениях и дальнейшей переработке, когда высокое содержание примесей и воды усугубляют загрязнение и наличие нежелательных побочных продуктов.

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Другим нежелательным побочным продуктом в сырой нефти является соль. Соль в основном содержится в водной эмульсии в сырой нефти, так что снижение содержания твердого отстоя и воды обычно снижает концентрацию соли в сырье. Присутствие соли также нежелательно, так как она является сильнейшим коррозионным агентом, особенно при повышенных температурах и давлении, применяемых в нефтепереработке.

Вода, присутствующая при большинстве операций нефтепроизводства, в тех случаях, когда она не была искусственно привнесена при проведении операций заводнения или нагнетания пара в пласт, представляет собой древнюю морскую воду, которая была захвачена вместе с нефтью в процессе ее эволюции из органической субстанции в нефтепродукт. В ней содержится гораздо больше веществ, чем простая соль в чистом виде (NaCl). Зачастую в ней также присутствуют основные минералы, такие как бор, ванадий, ртуть и многие другие. Эти минералы играют роль эмульгаторов, создавая эмульсию, особо трудно подвергающуюся переработке.

Концентрация осадочных отложений в нефтяных эмульсиях измеряется по содержанию вводно-грязевого отстоя. Осадочная фаза включает песок, глинистый осадок, суглинок (ил), частицы глины, скальная порода и осадок. Данные вещества усугубляют проблему эрозии в насосах, клапанах, трубах и другом оборудовании. Оседая на внутренних поверхностях технологического оборудования и трубопроводов, при отсутствии периодической и систематической очистки приводят к сбоям оборудования, дорогостоящим простоям и ремонтам.

Описание процесса и внутренних компонентов установки

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы

Усовершенствованные электростатические дегидраторы и обессоливатели. Электродегидраторы и обессоливатели получили широкое распространение по всему миру, представляют собой сложное и эффективное оборудование для удаления воды и солей из нефти. Вода коалесцирует в увеличенные капли и отделяется от нефти, оставляя в ней только следы. Количество солей, остающихся в нефти, также стремится к минимальным значениям.

Эффективное распределение входящего потока. Входящая в электростатический дегидратор жидкость заполняет резервуар по всей длине, благодаря использованию специально разработанного впускного распределительного устройства, которое позволяет избежать неравномерного распределения потока. В «неподвижном» исполнении распределительное устройство имеет конструкцию с «открытым днищем», что позволяет осадку стекать под действием силы тяжести и устраняет возможность засорения распределителей. В «подвижном» («флотирующем») исполнении применяются специальные распределители под давлением и перегородки для равномерного распределения входящего потока по всей длине аппарата. Нефть выводится из верхней части аппарата сборным коллектором нефти, размещенным по всей длине емкости, в то время как вода выводится со дна сосуда коллектором сбора воды или через выходные отверстия, в зависимости от движения, количества воды и длины аппарата.

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы

Полярность молекул воды. В электродегидраторах используются специальные вертикальные электростатические решетки, которые увеличивают эффективность процесса и требуют меньше электроэнергии, чем стандартные горизонтальные. При прохождении обводненной нефти вверх через вертикальные электростатические решетки создается специфическое электростатическое поле, воздействующее на молекулы воды. Молекула воды полярная. Обычно расположение молекул воды в жидкой фазе является беспорядочным. Однако, если жидкую фазу подвергнуть воздействию электрического поля высокого напряжения, молекулы воды становятся ориентированными – отрицательный атом кислорода будет направлен к положительному потенциалу.

Поле AC-Direct. Данную технологию иногда называют полем переменного/постоянного тока. С помощью выпрямителей в трансформаторе переменный ток меняется на постоянный. Электростатическая решетка под действием постоянного тока приобретает полярность (положительную или отрицательную), что заставляет полярные молекулы воды притягиваться к ближайшему электроду. При их соприкосновении движение электронов меняет заряд капель и отталкивает их по направлению к противоположному электроду. Вынужденное движение большого числа молекул воды и их взаимное притяжение существенно интенсифицирует процесс коалесценции молекул, что позволяет увеличивать производительность аппарата и уменьшать его размеры. При высоком содержании воды в нефти поля переменного/постоянного тока имеют тенденцию к «короткому замыканию», ввиду создания движущимися молекулами воды «моста» между положительным и отрицательным вводом. Влияние данного эффекта на процесс можно снизить путем добавления триодного тиристора. При работе с тяжелой нефтью применение поля переменного/постоянного тока может быть ограничено, поскольку движение молекулы воды в тяжелой нефти не столь интенсивное, ввиду высокого поверхностного натяжения и высокой стабильности нефтяной эмульсии. Частично влияние этого эффекта можно снизить применением деэмульгаторов и ПАВ. Поля переменного/постоянного тока зависят от градиента между положительным и отрицательным электродом.

Удаление шлама. В процессе работы дегидратора, особенно при работе с тяжелой нефтью, на границе раздела нефть-вода образуются шламы и осадки следующей природы:

  • Неразложенный – устойчивая эмульсия;
  • Стабилизированные твердые частицы – мелкие твердые частицы;
  • Парафиновый – при эксплуатации ниже точки помутнения нефти;
  • Асфальтового характера – выделяются асфальтены;
  • Химически стабилизированные – слишком много деэмульгаторов, которые затрудняют процесс обессоливания/обезвоживания и могут быть подвергнуты тепловой обработке, химической обработке и осушке. Дегидратор снабжен устройством дренажа шлама.
Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы

Генерация многопотенциального высоковольтного электростатического поля. Энергия для электростатических решеток вырабатывается повышающим трансформатором. Градиент (напряжения) относится к силе, действующей на молекулы воды. При слишком маленькой силе вода не коалесцирует, при слишком большой силе молекулы будут разрушаться и выходить вместе с нефтью.  Ввиду того, что свойства поверхности раздела, определяемые в лабораторных и реальных условиях, точно определить характеристики процесса коалесценции нельзя. Для решения данной задачи на высоковольтной стороне создаются поля с несколькими из следующих потенциалов 12, 16 (или 16,5), 20, 23 и 25 кВ. Выбор потенциала осуществляется оператором.

Саморегулируемый трансформатор.  Трансформаторы АМR не требуют дорогостоящих систем управления и являются саморегулируемыми (изменяется только сила тока). Изменение силы тока происходит автоматически, без необходимости дооснащения дорогостоящими триодными тиристорами системы управления. В результате, вместо обширных локальных систем, требуется только подать напряжение и проконтролировать силу тока.

Повышение безопасности процесса. Дополнительная защита в процессе работы обеспечивается внутренним предохранительным шаровым поплавковым затвором из нержавеющей стали, в качестве «последнего средства» (в том случае, если все другие предохранительные устройства не сработают) защиты, который, в случае необходимости, создаст режим короткого замыкания (и тем самым обесточит электростатические решетки) до того, как газ попадает на решетки. Для дополнительной защиты при проведении технического обслуживания установка снабжена местным автоматом защиты с ручным управлением во взрывозащищенном исполнении.

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы

АМR АС-Tri. Сбалансированная трехфазная нагрузка (ОПЦИЯ). Отраслевые стандарты для конструкции трансформатора требуют однофазного тока большой силы, что подразумевает использование подключения к одной из фаз трехфазного питания клиента. В некоторых случаях, в зависимости от генерируемой мощности, однофазная нагрузка может вызвать значительный дисбаланс в общей электрической нагрузке. Равномерное распределение нагрузки по трем фазам исключает дисбаланс. В случае, если требуется сбалансированная нагрузка, согласно отраслевым стандартам предполагается использование трех трансформаторов (по одному на каждую фазу), что существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, а также усложняет сам процесс эксплуатации установки. В качестве опции предлагается АМR АС-Tri трансформатор, который позволяет использовать один трансформатор со сбалансированной нагрузкой по трем фазам.

Усовершенствованное исполнение вводного изолятора - изолятор DualLoc. По опыту эксплуатации известно, что изоляторы являются одним из слабых мест электростатических установок. Зачастую производители предусматривают лишь одинарное уплотнение на каждом вводе (или вовсе без уплотнений), а также, во время монтажа, имеет место скручивание проводов, что неизбежно ведет к разрушению проводов и снижению эффективности уплотнения. Изолятор DualLoc в общей сложности имеет 6 (шесть) уплотнений на каждом вводе, а его монтаж осуществляется способом, исключающим скручивание проводов, что повышает защиту от протечки нефти.

Характеристики конструкции вводных изоляторов

Характеристики Стандартное исполнение DualLoc AMR Process
Количество уплотнений в каждом месте соединения 0 … 2 6
Подключение провода высокого напряжения к вводному изолятору Риск спаивания или скрутки во время установки, что ведет к поломке провода Два установочных винта с вращающимся фитингом, защищающим от скручивания провода во время установки
Замена провода высокого напряжения Необходимо спаивание Может осуществляться без спаивания
Резьба «металл-политетрафторэтилен» Для замены провода потребуется разъединение крышек «металл-политетрафторэтилен», которые легко ломаются, что приводит к протеканию Конструкция позволяет избежать отсоединения металла от политетрафторэтилена. AMR имеет крышки «металл-металл», что позволяет избежать срыва резьбы

Расчет основных параметров электродегидратора

Характеристика нефти Значение
Плотность по API 23
Минимальная температура на входе в дегидратор +99°С*
Максимальное давление на входе в дегидратор 1,5 Бар (изб.)
Максимальный расход сырой нефти 391 531 кг/ч / 452 м3/ч
Максимальное содержание твердого отстоя и воды на входе 5,0 % масс.
Максимальной выход обезвоженной нефти 371 956 кг/ч / 432 м3/ч**
Максимальная плотность нефти при рабочей температуре 862 кг/м3
Максимальная вязкость нефти при рабочей температуре 6,0 сПз / 6,9 сСт
Минимальная плотность воды при рабочей температуре 960 кг/м3
Максимальная вязкость воды при рабочей температуре 0,4 сПз / 0,4 сСт

* для достижения содержания воды в нефти не более 0,25 % масс., минимальная температура на входе в дегидратор должна составлять +99°C;
** для расчета принят 20% запас по производительности.

Гарантия качественных показателей

При эксплуатации электродегидратора в соответствии с инструкцией в нормальном режиме (при расчетных технологических параметрах) гарантируется, что содержание шлама и воды в нефти на выходе из электродегидратора не превысит 0,25 %масс*

* значения приняты при рабочей температуре и учитывают диспергированную воду;
содержание шлама и воды рассчитано по методу ASTM D4007;
предложенная гарантия качественных показателей требует нормального использования химических реагентов. Дозировка определяется во время эксплуатации. Типичные дозировки составляют: деэмульгатор – 50 … 200 ppm (об.), ПАВ– 10% от количества деэмульгатора.

Обеспечение установки

Полная мощность трансформатора (380 V, 1 фаза, 50 Гц)* – 125 кВА;
Электрические инструменты (24В) силового контура – номинальная мощность;
Расход для системы промывки шлама – 4,5 м3/ч**;
Мощность насоса системы промывки шлама – 11,1 кВт (15 л.с.)**.

* в основании проектирования электрической части указано электропитание на входе 380 V, 3 фазы, 50 Гц; мы предложили однофазное подключение трехфазного электропитания, что является стандартом для электростатического трансформатора. Если требуется сбалансированная нагрузка, ознакомьтесь с опцией AMR AC-Tri;
** Каждая система промывки шлама может быть включена по отдельности. Длительность и частота зависят от условий на площадке. Давление промывки шлама на входе должно быть минимум на 4 Бар выше рабочего давления в аппарате.


Системы сепарации сырой нефти

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Сепаратор – это единица оборудования, предназначенная для разделения товарной нефти, вводно-грязевого отстоя и газа. Для извлечения чистых продуктов из всех фаз потребуется не просто сепаратор; его следует рассматривать как часть системы, ту часть, которая производит чистую нефть. Система в целом может включать в себя подогреватели, резервуары, промывочные баки, термосепараторы, электростатический коагулятор, газоочистители и т.д. в различных конфигурациях.


Примеры инжиниринговых проектов по обезвоживанию и обессоливанию сырой нефти (электродегидраторы), предлагаемые компанией Интех ГмбХ (Intech GmbH):

Вариант – две одноступенчатые установки для обессоливания 600 м³/ч сырой нефти

Расчетные технологические параметры

1.1 Конструкция установки для обессоливания

В процессе участвуют две одноступенчатые установки для обессоливания 600 м³/ч сырой нефти.

Установки для обессоливания
Плотность API 34
Минимальная температура на входе (°C) 100
Давление на входе (кгс/см2 (изб)) 9-12
Макс. расход влажной неочищенной нефти (м³/ч) 620,0
Макс. влажный твердый осадок и вода на входе (%) 3-6
Макс. расход сухой неочищенной нефти (м³/ч) 600,0
Макс. плотность нефти (кг/м³) при 100 °C 797
Макс. вязкость нефти (сСт) при 100 °C 1,08
Расход пластовой воды (м³/ч) 30,2
Макс. содержание солей в пластовой воде (мг/л) 90-110
Плотность воды (кг/м³) при 100 °C 958,4
Вязкость воды (сП) при 100 °C 0,27
Макс. содержание солей в разбавляющей воде (мг/л) 14-16
Мин. количество необходимой разбавляющей воды (м³/ч) 16,5
Мин. температура разбавляющей воды на входе (°C) 100
Мин. давление промывочной воды на входе (кгс/см2 (изб)) 12-14

Нагревание промывочной воды до минимальной температуры на входе.
Давление промывочной воды на выходе должно быть на 0,2 Мпа больше, чем рабочее давление в емкости.
Давление промывочной воды на выходе должно быть на 0,4 МПа больше, чем рабочее давление.

1.2. Описание процесса

Одноступенчатое смешивание

Соленая сырая нефть смешивается с промывочной водой на входе в смесительном клапане. По мере того, как соленая сырая нефть и промывочная вода проходят через смесительный клапан, они эффективно смешиваются посредством перепада давления. Разбавляющая вода содержит меньше соли, чем пластовая вода в сырой нефти. Содержание соли в пластовой воде уменьшается путем добавления промывочной воды. После смешивания жидкость поступает в установку для обессоливания.

Нагревание промывочной воды

Промывочная вода нагревается до минимальной температуры на входе, прежде чем смешивается с соленой сырой нефтью.

Установка для обессоливания

Установка для обессоливания состоит из электростатического дегидратора. Жидкость эффективно распределяется по всей длине сосуда посредством приемного распределительного трубопровода. Он специально сконструирован для обеспечения работы по всей длине, исключая неправильное распределение, а конструкция с открытым дном обеспечивает выпадение осадка под действием силы тяжести для предотвращения возможного закупоривания распределителей.

Нефть, содержащая воду, поднимается вверх и проходит через электростатические решетки.

Поле переменного тока – В поле переменного тока поле изменяет полярность и градиент в зависимости от волны переменного тока. В поле переменного тока вместе с реверсивным потенциалом и изменяющимся градиентом молекулы воды вибрируют из-за изменения их формы: от круглой к овальной и наоборот. Это эффективно разрывает стабилизирующую пленку, и кинетическая энергия увеличивает соединение. В целом отсутствует движение капель, кроме вибрации на месте, и капли не получают никакого заряда.

Поле переменного тока/постоянного тока – В поле переменного тока/постоянного тока полярность остается постоянной. Это позволяет полярной молекуле воды притягиваться и физически двигаться к ближайшему электроду. Как только она касается пластины, происходит перемещение электронов, в результате чего капля воды становится заряженной и движется по направлению к противоположному электроду. Это движение большого числа молекул воды, дополнительное притягивание между двумя противоположно заряженными молекулами воды, вызывает быстрое увеличение соединения по сравнению с полем переменного тока.

После того как вода соединилась в более крупные капли воды, вода отделяется от нефти, после чего в нефти остается крайне малое количество разбавленной пластовой воды. Вода удаляется из нефти на дне сосуда посредством многочисленных водосливных отверстий. Поскольку содержание воды в нефти, выходящей из установки для обессоливания, крайне мало и разбавлено пресной водой, действительное содержание соли, оставшейся в нефти, очень низкое.

Нефть эффективно выводится вдоль всей стороны сосуда при помощи коллекторного трубопровода. Это также предотвращает возможность неправильного распределения, обеспечивая эффективное и надежное обезвоживание и обессоливание нефти.

Дополнительное увеличение безопасности электродегидратора включает:

Внутренние предохранительные шаровые поплавковые затворы, которые шунтируют решетки до того, как газ попадает на решетки в том случае, если все другие предохранительные устройства не срабатывают.

Включен местный взрывозащитный управляемый вручную размыкатель цепи, так что короткозамыкатели вызывают отключение энергии и работу можно выполнять внутри очистителя с дополнительной местной защитой запирания.

Надёжное и современное исполнение вводной втулки

Вводная втулка обеспечивает электрически изолированный проводной вход в емкость. Вводная втулка необходима для поддержания давления и защиту от протечки нефти обратно в трансформатор.

Предлагаемая вводная втулка имеет двойное уплотнение, благодаря чему повышается защита от протекания нефти через втулку. К тому же, метод монтажа разработан так, что закручивание проводов устранено.

Материал вводной втулки используется легкий, прочный и устойчивый к высоким температурам изолирующий материал, в результате чего изделие получается легче, температурный диапазон его использования увеличивается, а прочность изделия усиливается (что особенно важно для плавучих нефтедобывающих систем).

Внутренняя изоляция
Характеристики
Устойчивость к высоким температурам
Плотность 1310 кг/м³
Температура размягчения 300 °C
Возможность использования очистки паром Да

Конструкция системы промыва от шлама/песка

Во время обессоливания на жидкой/нефтяной фазе может образовываться шлам, который мешает обезвоживанию и обессоливанию. Различные виды шлама включают следующее:

  • Неразложенный – устойчивую эмульсию
  • Стабилизированные твердые частицы – маленькие твердые частицы
  • Парафиновый – при эксплуатации ниже точки помутнения нефти
  • Асфальтового характера – выделяются асфальтиты
  • Химически стабилизированные – слишком много деэмульгаторов

Шлам может подвергаться тепловой обработке, химической обработке и эффективной осушке. В предлагаемом электродегидраторе доступно эффективное дренирование шлама там, где нормальные методы не эффективны.

1.3 Характеристики обессоленной нефти

Максимальные основные осадки и вода нефти на выходе 0.1%
Максимальное содержание солей в нефти на выходе 3.0 мг/л

Указанные величины действительны при рабочих температурах.

Для обеспечения гарантированных рабочих характеристик требуется нормальная дозировка химреагентов. Стандартными значениями дозировок являются фактические значения дозировок, определяются во время эксплуатации.

Поверхностно-активное вещество– 10% от значения деэмульгатора.

Ингибитор коррозии и удаление окалины для уменьшения образования твердых частиц.


1.4 Перечень энергопотребителей

Рассчитаны следующие показатели потребления энергии при нормальных рабочих условиях:

Электрическая 380В 1 фаза 50 Гц Трансформаторы 2 x 100кВА
Электрическая 380В 3 фазы 50 Гц Промывочный насос
Электрическая 24В пост. ток Номинальный

Основные компоненты

Электродегидратор (обессоливатель)

Горизонтальный сосуд высокого давления

  • материал: углеродистая сталь + допуск на коррозию 3.2 мм
  • внутренние детали:
  • стабилизаторы потока на спусках технической воды
  • приемные распределительные коллекторы
  • коллектор нефти
  • дренаж шлама
  • опорные зажимы внутренней решетки
  • подвесные изоляторы контактного провода из высокотемпературной нержавеющей стали
  • универсальные кронштейны из плакированной стали
  • решетки из плакированной стали
  • вводная втулка из высокотемпературной нержавеющей стали
  • внутренняя электропроводка/подключения
  • болты с покрытием из углеродистой стали
  • аноды
  • системы промывания ила.
  • рентгенография:
  • и др.
Насос промывочной воды

Углеродистая сталь с втулкой вала из нержавеющей стали 316, Электродвигатель закрытого типа с вентилятором, 3/380/50 Гц, 2900 об/мин

Блок питания
  • блок расположен в герметичном резервуаре из мягкой стали, заполненном минеральным маслом для смазки, покрыт эпоксидной краской для применения в прибрежных зонах.
  • первичное напряжение: 380 VAC (напряжение переменного тока), 1 фаза, 50 Гц
  • трансформатор и реактор: медная обмотка, пропитка в вакууме под давлением с полиэфирной смолой для обеспечения длительного срока службы механических деталей, катушки без влаги (даже в случае утечки нефти из установки). Пропитка в вакууме под давлением обеспечивает самую надежную, длительную защиту от суровых условий окружающей среды, как на суше, так и в прибрежных зонах.
  • и др.
Управление блоком питания
  • поставляется в комплекте с трансформатором
  • включает:
    • размыкатель цепи для местного разъединения
    • амперметр
    • вольтметр
    • преобразователь тока
    • преобразователь напряжения для выходного напряжения
  • в случае обесточивания переключателя уровня, температуры или давления центральная система управления должна подавать сигнал плавного выключения в щит управления электродвигателя для остановки подачи питания в трансформатор.
  • и др.
Электрооборудование
Приборы клапаны контроль
Трубы и трубная обвязка
Изоляция

Технологические линии:

Впускной трубопровод сырой нефти к емкости
Трубопроводы воды для разбавления
Выпускной трубопровод воды
Выпускной трубопровод сырой нефти
теплоизоляция
теплоизоляция
защита персонала
защита персонала
 
Перемычки
Дренажные трубопроводы
Пробоотборные линии
Факельные впускные линии
Факельные линии отвода
Линии воздуха КИП
теплоизоляция
нет
нет
защита персонала
нет
нет

Основное оборудование:

Установка для обессоливания теплоизоляция

Инжиниринговый проект: две одноступенчатые установки для обессоливания 470 м³/ч сырой нефти при 50% потока через каждый сосуд

Расчетные условия технологического процесса

Конструкция установки для обессоливания

Технологический процесс состоит из двух одноступенчатых установок для обессоливания, каждая из которых обрабатывает 470,0 м³/ч сырой нефти всего при 50% потока через каждый сосуд.

Установки для обессоливания
Плотность API 36
Минимальная температура на входе (°C) 110
Давление на входе (МПа) 1,1 – 1,6
Макс. расход сырой нефти, содержащей воду (м³/ч) 471,0
Макс. основные осадки, содержащие воду, и вода на входе (%) 0,5
Макс. расход обезвоженной сырой нефти (м³/ч) 469,0
Макс. плотность нефти (кг/м³) при 110°C 775
Макс. вязкость нефти (сСт) при 110°C 1,06
Расход водоносного пласта (м³/ч) 2,5
Макс. соленость пластовой воды (г/м³) 120
Плотность воды (кг/м³) при 110°C 951
Вязкость воды (сП) при 110°C 0,23
Макс. содержание соли в разбавляющей воде (г/м³) 1000
Мин. необходимый расход разбавляющей воды (м³/ч) 22,9
Мин. необходимый расход разбавляющей воды (% обезвоженной сырой нефти) 5,0
Мин. температура разбавляющей воды на входе (°C) 110
Мин. давление разбавляющей воды на входе (кг/см2с(г)) 1,3 – 1,7

Расход разбавляющей воды на уровне 5% объема сырой нефти, однако, по расчетам, для достижения солености на выходе 3 г/м3 разбавляющей воды не требуется.

Давление разбавляющей воды на входе должно быть на 0,2 МПа выше эксплуатационного давления сосуда.

Описание технологического процесса

Одноступенчатое смешивание

Соленая сырая нефть смешивается с разбавляющей водой на входе в смесительный клапан. По мере того, как соленая сырая нефть и разбавляющая вода проходят через смесительный клапан, они эффективно смешиваются посредством перепада давления 0,1 МПа (1 кг/см2). Жидкая смесь затем поступает в установку для обессоливания.

Нагрев разбавляющей воды

Разбавляющая вода нагревается до минимальной температуры на входе, перед тем как смешаться с соленой сырой нефтью. Данный процесс может осуществляться с применением теплообменника или любого другого метода.

Установка для обессоливания / дегидратор

Установка для обессоливания состоит из электростатического дегидратора. Введенная жидкость эффективно распределяется по всей длине сосуда посредством приемного распределительного трубопровода. Он специально предназначен для обеспечения использования по всей длине.

Нефть, содержащая воду, поднимается вверх и проходит через электростатические решетки. На данном этапе на нефть, содержащую воду, воздействует электростатическое поле.

Конструкции обладают дополнительными усовершенствованиями в целях повышения безопасности:

  • Внутренние предохранительные шаровые поплавковые затворы в качестве «последнего средства», которые будут шунтировать накоротко решетки до того, как газ попадет на решетки, в случае несрабатывания всех других предохранительных устройств;

· Предусмотрен местный взрывобезопасный управляемый вручную размыкатель цепи, так что короткозамыкатели вызывают отключение энергии и работу можно выполнять внутри очистителя с дополнительной местной защитой запирания.

Усовершенствование конструкции вводной втулки

Вводная втулка обеспечивает ввод электрически изолированного провода в сосуд. Вводная втулка требуется для сдерживания давления, чтобы обеспечить отсутствие протечки нефти обратно в трансформатор.

Характеристика конструкции вводной втулки Втулка
Число уплотнений в каждом соединении Два
Сцепление высоковольтного провода с вводной втулкой Два установочных винта с вращающимся фитингом, предотвращающим скрутку провода во время установки
Замена высоковольтного провода Может быть осуществлена без пайки
Металлическая резьба и политетрафторэтилен Конструкция позволяет избежать отсоединения металла от политетрафторэтилена. Модель имеет соединение «метал-метал», что позволяет избежать срыва резьбы

Характеристика конструкции внутренних деталей Внутренние детали, устойчивые к высокой температуре
Прочность на растяжение 16000 фунтов на кв. дюйм
Смягчающая температура 220ºC
Допускается очистка паром Да


Максимальные основные осадки и вода в нефти на выходе (%) 0.1%
Максимальное содержание солей в нефти на выходе 3 г/м³

Потребление энергоносителей

Электроэнергия 400 В 1 фаза 50 Гц Трансформаторы 2x100 кВА
Электроэнергия 24 В постоянного тока Номинальное значение
Воздух для пневмопривода Номинальное значение

Основные компоненты

Установки для обессоливания

Горизонтальный сосуд высокого давления –

  • расчетное давление: 1,8 МПа при 160°C
  • минимальная расчетная температура: -28,90 °C
  • материалы из углеродистой стали толщиной 3 мм с допуском на коррозию
  • внутренние детали:
    • стабилизаторы потока на выпусках технической воды;
    • приемные распределительные коллекторы;
    • коллекторный трубопровод;
    • дренаж шлама;
    • опорные зажимы внутренней решетки;
    • устойчивые к высокой температуре изоляционные подвески из нержавеющей стали;
    • подпорка с покрытием из углеродистой стали;
    • решетчатые листы из углеродистой стали;
    • устойчивые к высокой температуре вводные втулки из нержавеющей стали;
    • внутренняя электропроводка/обвязка
    • болтовое крепление с покрытием из углеродистой стали;
    • предохранительный поплавковый затвор из нержавеющей стали;
    • аноды
  • Рентгенография
  • Изоляция для сохранения тепла

Блок питания и управление блоком питания

Насос промывочной воды

Приборы, клапаны и контроль

Электрооборудование


Насосно-компрессорные трубы Технологическое номинальное давление Контрольно-измерительные приборы Воздуховоды Дренажи
Величина наружного диаметра 9,53 мм 9,53 мм 9,53 мм 12,7 мм
Толщина 0,89 мм 0,89 мм 0,89 мм (0,035 дюйма) 0,89 мм
Материал насосно-компрессорных труб Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316
Материал фитингов Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316 Нержавеющая сталь 316

Изоляция:

Технологические линии

Линии впуска сырой нефти в сосуд сохранение тепла
Линии разбавляющей воды сохранение тепла
Линии выпуска воды защита обслуживающего персонала
Линии выпуска сырой нефти защита обслуживающего персонала
   
Дренажные линии отсутствуют
Пробоотборные линии отсутствуют
Факельная впускная линия защита обслуживающего персонала
Факельные выпускные линии отсутствуют
Линии подачи воздуха для пневмопривода отсутствуют

Основное оборудование

Установка для обессоливания Сохранение тепла

Защита обслуживающего персонала

Линии, эксплуатирующиеся при температуре не менее 60°C и имеющие возможность легкого доступа для оператора, будут изолированы в соответствии с таблицей сохранения тепла изоляцией, толщина которой составляет максимум 25 мм.

Сохранение тепла

При необходимости, тепловая изоляция будет следующей (толщина в дюймах):

  Максимальная нормальная эксплуатационная температура
Размер трубы / сосуда 100°C
212F
175°C
347F
0,5 дюймов 12 мм (0,5 дюйма) 25 мм (1 дюйм)
0,75 дюймов 12 мм (0,5 дюйма) 25 мм (1 дюйм)
1 дюйм 12 мм (0,5 дюйма) 25 мм (1 дюйм)
1,5 дюйма 12 мм (0,5 дюйма) 51 мм (2 дюйма)
2 дюйма 12 мм (0,5 дюйма) 51 мм (2 дюйма)
3 дюйма 12 мм (0,5 дюйма) 51 мм (2 дюйма)
4 дюйма 12 мм (0,5 дюйма) 51 мм (2 дюйма)
6 дюйма 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
8 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
10 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
12 дюймов 25 мм (1дюйм) 51 мм (2 дюйма)
14 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
16 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
18 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
20 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
24 дюймов 25 мм (1 дюйм) 51 мм (2 дюйма)
более 24 дюймов 25 мм (1 дюйм) 63 мм (2,5 дюйма)

Сосуд, линии подачи разбавляющей воды эксплуатируются при 110°C


Инжиниринговый проект – установка для обессоливания нефти двойной полярности

Описание:

Входящий водно-грязевый отстой
Входящее содержание соли
Плотность нефти
Вязкость нефти
Рабочая температура резервуара
Рабочее давление резервуара
Расчётное давление резервуара
Выходная спецификация

Вода для разбавления
Примерная растворимая вода
0.3%
144,0 (мг/л)
845.0 кг/м³ (0.20°C)
0.61 сСт (при 100°C)
104-108°C
13-15 кг/см2
19-21кг/см2
0,1% входящего вводно-грязевого отстоя (нерастворимая вода) 0,91 PBM Хлоридов
3.0% интенсивности подачи нефти
0.12-0.14% объема нефти

Описание процесса:

После нагрева нефти, свежая вода для разбавления примешивается в нефть перед установкой для обессоливания с помощью смесительного вентиля и смешивания.

Нефть и вода поступают в середину обессоливателя и распределяются по резервуару при помощи распределительных желобков. Нефть течет наверх через секцию электростатической решетки с двойной полярностью, а затем в сборный бак-коллектор на верху резервуара. Она покидает резервуар, а затем смешивается с водой для разбавления. Сточные воды удаляются.


Дополнительная информация и ссылки:

Дегидраторы и обессоливатели нефти
Установки подготовки нефти «Хитер-тритер». Обезвоживание и обессоливание нефти
Подготовка нефти. Процессы очистки нефти. Оборудование для подготовки и очистки нефти


Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) готов ответить на любые технические вопросы по поставляемым компанией электродегидраторам.


Информация о нашем генеральном партнере ENCE GmbH (Швейцария):
Центральный сайт и поставляемое оборудование
Представительства в России:
Москва Нижний Тагил Липецк Череповец

ООО Интех ГмбХООО "Интех ГмбХ"